Interaction posture et cognition : vers une optimisation des performances cognitives par l'action

Cognitivo-motor interaction : towards an optimization of cognitive performance through action

• Auteur / Autrice : Gabriella Abou khalil
• Direction : Karine Doré-Mazars
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences cognitives
• Date : Soutenance le 27/06/2023
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cognition, comportements, conduites humaines (Paris ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Vision, Action, Cognition (Paris ; 2012-...)
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Poirel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Poirel, Christine Assaiante, François Maquestiaux, Isabelle Olivier, Thierry Lelard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christine Assaiante, François Maquestiaux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neurosciences cognitives

Posture

Cognition

Mots clés libres

Interaction cognitivo-Motrice

Posture

Cognition

Association

Hypothèse de partage de ressources

Cognitive-Motor interaction

Posture

Cognition

Association

Resource sharing hypothesis

Résumé

Historiquement et encore couramment, les fonctions cognitives sont étudiées indépendamment de la posture, généralement en position assise. Indéniablement, réaliser une tâche cognitive nécessite que l'individu contrôle par ailleurs sa posture (Huxhold et al., 2006). Ce contrôle implique l'intervention des entrées sensorielles, du système nerveux central et musculaire, permettant ainsi la stabilisation et l'orientation du corps et du regard dans l'espace (Massion, 1994). Bien que longtemps considéré automatique, des études ont montré l'implication de ressources attentionnelles et cognitives dans le maintien du contrôle postural, de la posture et de la marche. Puisque le contrôle postural, la marche et le fonctionnement cognitif nécessitent différents types de ressources cérébrales et puisqu'une tâche cognitive est nécessairement réalisée dans une posture, les interactions cognitivo-motrices sont devenues l'objet de nombreuses études. Différents résultats ressortent, certaines études confirmant la détérioration des performances d'une tâche en faveur de l'autre et d'autres ne montrant aucune interférence. Plusieurs facteurs, tels que la nature de la tâche réalisée, son niveau de difficulté, l'âge de l'individu, son état physique et mental, peuvent moduler les interactions cognitivo-motrices. Cependant, un consensus existe sur le rôle de l'attention dans ces interactions. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est d'établir une association entre une tâche cognitive et une posture permettant de maximiser les performances cognitives sans compromettre le maintien du contrôle postural. Nous présumons que cela est possible au sein d'une population de jeunes adultes sains effectuant des tâches ne dépassant pas les ressources disponibles de l'individu. Pour ce faire, nous avons étudié différents groupes de jeunes adultes sains réalisant des tâches cognitives dans différentes postures habituelles comme la position assise ou debout et également en marchant. Les paramètres posturaux ont été mesurés avec une plateforme de force ATMI© et un tapis de marche GAITRite®. Pris dans leur ensemble, les résultats des études conduites dans la présente thèse suggèrent que les performances dans des tâches cognitives nécessitant particulièrement la mémoire épisodique et l'attention sélective sont meilleures - en termes de nombre de bonnes réponses et temps de réaction - lorsque la tâche est réalisée debout ou en marchant plutôt qu'en étant assis. Inversement, les performances dans des tâches d'arithmétique sont meilleures si elles sont réalisées assis plutôt que debout ou en marchant. Ces résultats sont obtenus sans entraver le contrôle postural de l'individu. Nous interprétons ces résultats selon l'hypothèse de partage de ressources (Kahneman, 1973), en suggérant que le chevauchement de zones cérébrales communes aux deux tâches réalisées simultanément permet l'amélioration des performances cognitives, tant que la difficulté de chaque tâche n'est pas trop importante. Les résultats de cette thèse viennent à l'appui de nouvelles perspectives sur les interactions cognitivo-motrices soulignant l'intérêt de varier la posture selon la tâche cognitive réalisée, notamment dans le contexte des apprentissages scolaires. Les résultats de cette thèse viennent à l'appui de nouvelles perspectives sur les interactions cognitivo-motrices soulignant l'intérêt de varier la posture selon la tâche cognitive réalisée, notamment dans le contexte des apprentissages scolaires.

Historically and still commonly, cognitive functions are studied independently of posture, generally in a sitting position. Undeniably, carrying out a cognitive task requires that the individual also controls his posture (Huxhold et al., 2006). This control involves the intervention of sensory inputs, the central nervous system, and muscles, thus allowing the stabilization and orientation of the body and the gaze in space (Massion, 1994). Although long considered automatic, studies have shown the involvement of attentional and cognitive resources in the maintenance of postural control, posture and walking. Since postural control, walking and cognitive functioning require different types of brain resources and since a cognitive task is necessarily performed in a posture, cognitive-motor interactions have become the subject of numerous studies. Different results have emerged, with some studies confirming the deterioration of performance in one task in favour of the other and others showing no interference. Several factors, such as the nature of the task performed, its level of difficulty, the age of the individual, and his or her physical and mental state, can modulate cognitive-motor interactions. However, a consensus exists on the role of attention in these interactions. In this context, the goal of this thesis is to establish an association between a cognitive task and a posture that maximizes cognitive performance without compromising the maintenance of postural control. We assume that this is possible in a population of healthy young adults performing tasks that do not exceed the individual's available resources. For this purpose, we studied different groups of healthy young adults performing cognitive tasks in different habitual postures such as sitting or standing and also walking. Postural parameters were measured with an ATMI© force platform and a GAITRite® walking mat. Taken together, the results of the studies conducted in this thesis suggest that performance on cognitive tasks requiring particularly episodic memory and selective attention is better - in terms of number of correct answers and reaction times - when the task is performed standing or walking than when sitting. Conversely, performance on arithmetic tasks is better when performed while seated than while standing or walking. These results are obtained without impairing the individual's postural control. We interpret these results according to the resource sharing hypothesis (Kahneman, 1973), suggesting that the overlap of brain areas common to both tasks performed simultaneously allows for improved cognitive performance, as long as the difficulty of each task is not too great. The results of this thesis support new perspectives on cognitive-motor interactions highlighting the interest of varying the posture according to the cognitive task performed, especially in the context of school learning.